Patrón Articulable para el Aprendizaje

De Casiopea




TítuloFormas de/ y en la Biomímesis
Tipo de ProyectoProyecto de Titulación
Palabras Clavebios, bio, diseño, biomímesis, biomimética
Período2019-2019
CarrerasDiseño, Diseño Industrial
Alumno(s)Jessica Villarroel
ProfesorJuan Carlos Jeldes

Proyecto inscrito dentro del proyecto de investigación:

GeoHumanidades y (Bio)Geografías Creativas - De lo micro a lo macro

Tabla de Contenidos

Contexto

Propuesta: ¿Cuál es mi horizonte?

  1. Crear experiencias fértiles que luego fomenten la curiosidad y preguntas sobre nuestro entorno
  2. Fomentar la creatividad y la observación de la naturaleza a partir de la inquietud y la apertura de horizontes
  3. Base del estudio con fundamentos educativos rizomáticos, desde la ciencia, exponentes y formas que estudian la naturaleza
Propuesta: explicitar, dar a conocer, y concientizar, algunos de los avances tecnológicos, que nacen desde la Biomímesis, la observación de la naturaleza como modelo de estudio, formas, sistemas o ecosistemas, donde cada parte cumple una función fundamental en el ejercicio. Biomímesis la abstracción y aplicación de ciertos rasgos, en métodos humanos que necesiten de soluciones que la naturaleza de manera similar o igual ya ha resuelto en su cotidianidad. La propuesta es presentar todo esto de una manera práctica, fácil y didáctica invitando al alumno a que entienda e interactúe con las formas y mecanismos presentados.
Hipótesis: se propone un cambio de estado de mentalidad en el participante , que luego del desarrollo y su experiencia con el proyecto logre abrir sus horizontes.
  1. Esto a través de la presentación de formas nuevas e interesantes, desde lo cual se muestra que la naturaleza tiene un abanico gigante de formas, texturas, mecanismos escondidos, pero que ella en su evolución a logrado desarrollar de manera perfecta.
  2. A través de la experiencia colectiva en torno a la experiencia anterior, donde se enseña contenido pedagógico de una manera mucho más interesante y tangible, buscando así marcar un antes y un después.
  3. Para que luego de esto el niño pueda visualizar e imaginar que todo lo que se imagine formalmente, puede que la naturaleza ya lleve años experimentando con.



Contexto educativo

Estudio previo de metodologías educativas

Los métodos educativos proponen una forma de concepción del hombre y la sociedad, comprendiendo al ser humano de una forma integral, enfocándose generalmente sólo en algunos aspectos de este, así se originan diferentes formas de plantear la educación con un punto de vista psicológico, social y antropológico, orientándola a través de las conductas de la persona. La conformación de un modelo se centra en los fines, propósitos, los contenidos y sus secuencias.

De esto se desprende según Julián De Zubiría (Presidente del capítulo colombiano de la Asociación de Educadores de América Latina y el Caribe (AELAC). Miembro fundador y Director desde 1991 de la innovación pedagógica del Instituto Alberto Merani (Bogotá, Colombia) en la cual se creó y validó la Pedagogía Dialogante) tres modelos pedagógicos de acuerdo a sus propósitos:

  1. Los modelos tradicionales, que se proponen lograr el aprendizaje mediante la transmisión de información.
  2. Los modelos activos o de la escuela nueva, que ponen el énfasis del aprendizaje en la acción, la manipulación y el contacto directo con los objetos.
  3. Los modelos actuales que proponen el desarrollo del pensamiento y la creatividad como finalidad de la educación, transformando con ello los contenidos y la secuencia.
  • Escuela Nueva: La Escuela Nueva tiene su origen entre fines del XIX y principios del XX como crítica a la Escuela Tradicional, y gracias a profundos cambios socio– económicos y aparición de nuevas ideas filosóficas y psicológicas, tales como las corrientes: Empiristas (teoría filosófica que enfatiza el papel de la experiencia, ligada a la percepción sensorial, en la formación del conocimiento.), Positivistas (pensamiento científico que afirma que el conocimiento auténtico es el conocimiento científico y que tal conocimiento solamente puede surgir de la afirmación de las hipótesis a través del método científico), y Pragmatistas (escuela filosófica creada en los Estados Unidos a finales del siglo XIX por Charles Sanders Peirce, John Dewey y William James. Su concepto de base es que solo es verdadero aquello que funciona, enfocándose así en el mundo real objetivo), estas se concretan en las ciencias.

Esta concepción pedagógica de Escuela Nueva fue propuesta por John Dewey (1859 – 1952) en EUA, centra el interés en el niño y en el desarrollo de sus capacidades'; lo reconoce como sujeto activo de la enseñanza y, por lo tanto, el alumno posee el papel principal en el aprendizaje. El otro elemento que identifica esta tendencia pedagógica es que la educación se considera como un proceso social y para asegurar su propio desarrollo. La escuela prepara para que el niño viva en su sociedad, y ella misma se concibe como una comunidad en miniatura, en la que se “aprende haciendo”.

  • 1. Modelo Froebeliano: Friedrich Froebel (1782- 1852). Froebel ve la educación como posibilidad de promover la actividad creadora libre y espontánea. Niño como agente activo, en naturaleza infantil y espontaneidad.
    1. Educación: Principios que orientan el modo de aprender del niño. Individualidad, cada niño es singular; libertad, del ambiente educativo; autoactividad, la acción es un proceso innato del hombre; relación, cooperacioón social; unidad, interrelación entre todo lo que existe como labor del hombre.
    2. Juego: actividad es innata en los niños, lo que mediante el juego desarrolla capacidades físicas e intelectuales. Froebel presenta el regalo como material que transmite el conocimiento, la percepción y sensación a modo de símbolo.
    3. Educador: es el medio del niño quien lo ayuda en la autoeducación.
  • 2. Modelo Montessori: María montessori (1870- 1952). Se basa en los planteamientos de Froebel, postula que el niño tiene la capacidad de auodesarrollarse, potenciado por medio del movimiento y la acción. Plantea que el ambiente debe ser adecuado para el desarrollo del niño, debiodo a la relación con el exterior por medio del movimiento.
    1. Educación: principios del modelo, libertad, actividad, vitalidad, individualidad.
    2. Autodesarrollo: el niño está en fase de transformación, por ende el aprendizaje se debe sustentar y apoyar en la actividad. El niño como descubridor, ser indefinido que busca forma.
    3. Movimiento: medio por el cual la inteligencia se conforma y se recrea del mundo exterior, afinando la voluntad. Factor esencial para las experiencias con el mundo exterior donde el niño está inserto toda la vida.
    4. Ambiente: se aprende mejor en un ambiente preparado, donde los niños son independientes de maestros, propone orden espacial de experiencias y materiales de aprendizaje, así los niños se encuentran libres de desarrollar su propio interés absorbiendo conocimientos.
    5. Material sensorial: su propósito es que mediante los sentidos los niños se centren en cualidades particulares para poder discriminar de un modo más sencillos los estímulos que reciben de las formas. Como control de errores, que el niño pueda comprobar si ha cometido errores; aislamiento de una cualidad única, materiales mantienen otras variables constantes; implicación activa, materiales fomentan la implicación; atractivos, materiales que poseen colores y tamaños que llaman la atención.
  • 3. Modelo Decroly: Ovide Decroly (1871- 1932) ve la mente del niño como un todo, unidad integral. Aborda la los conocimientos bajo esta teoría,y los contenidos como una totalidad. Así el niño estudia la totalidad para luego profundizar en las distintas materias de forma analítica, de acuerdo a sus motivaciones.
    1. Globalización: El método tiene una base psicológica que aborda la vida como una unidad, no como suma de partes.Por lo tanto los contenidos se abordan como totalidad estructurada. Percepción, efectividad y vida mental.
    2. Principio de interés: los niños cuentan con necesidades vitales, así se genera el conocimiento, fuentes de motivación para el aprendizaje. Desde la necesidad del niño surge el interés, la motivación surge e incremente de acuerdo a la misma necesidad.
    3. Centros de interés: la idea es poder desarrollar desde un conocimiento inicial una continua profundización con el fin de de aumentar el conocimiento inicial.
    4. Necesidades básicas humanas: Alimentación. Luchar contra la intemperie. Defenderse contra peligros y enemigos diversos. Necesidad de actuar, de trabajar solidariamente, de descansar, de divertirse y desarrollarse. Todas estas se abordan en relación al ambiente. Por medio de estudio, directo, por medio de experiencias inmediatas, e indirecto por medio de recuerdos.
  • 4. Modelo Freinet: Celestin Freinet (1896- 1966) se preocupo de construir una educación para y por el pueblo, donde el niño esta inscrito en una sociedad donde se articula la educación integrando a niño, familia, y comunidad. Buscando generar un hombre preparado ante la sociedad, por medio del juego-trabajo, -trabajo-juego, donde el niño naturalmente activo, aprende una actividad desarrollada desde la exploración y experimentación.
    1. Escuela: debe estar unida a la vida, considerando hechos sociales y políticas que determinan la pedagogía que busca integrar al niño con la vida. La escuela debe estar enfocada en la realidad del niño, y su contexto.
    2. Educación: tiene principios, el comportamiento escolar de un niño depende de su estado fisiológico, orgánico y constitucional. Al niño no le gusta que le manden autoritariamente. Al niño le gusta escoger su trabajo. No le gusta alinearse, ponerse en fila, obedecer pasivamente al orden externo. El trabajo debe ser siempre motivado. Las calificaciones constituyen siempre un error. A nadie, niño o adulto, le gustan el control ni la sanción, se considera ofensa a la dignidad. El maestro debe hablar lo menos posible. El tanteo experimental, es la única vía natural y universal. Solamente puede educarse dentro de la dignidad. Respetar a los niños, debiendo estos respetar a sus maestros.
    3. Pedagogía: relaciona al niño con su contexto, problemas que enfrenta, tanto personales como se su entorno.
    4. Juego Trabajo:el niño adquiere conocimientos a través de la acción, expresión y ejercicio, esto responde a sus necesidades incorporando la alegría del juego.
    5. Satisfacción: motor principal, satisfacción necesidad de vida y actividad. Satisfacción de todos los requerimientos personales, libera y canaliza la energía.
  • Fuente: Visualización y experimentación de las formas vivas Exposición didáctica de la geometría en la naturaleza.]] Proyecto de título diseño industrial. Federico García Baeza. Septiembre 2013.

Conceptos Fundamentales

“La naturaleza no hace nada superfluo, nada inútil, y sabe sacar múltiples efectos de una sola causa”. Nicolás Copérnico (1473‐1543)

  1. Biomimética: Según The Biomimicry Institute (2015), es la práctica de aplicar las lecciones provenientes de la naturaleza, se enfoca en el entendimiento, la aprehensión y la emulación de estrategias utilizadas por seres vivos con la intención de generar soluciones sostenibles. Dichas soluciones se pueden materializar a través de tres niveles que van desde lo más superficial hasta lo más profundo de la disciplina:
    1. Forma: es la imitación de los rasgos formales de los seres vivos. Estos rasgos están supeditados a una o varias funciones específicas. Por ejemplo, generar formas que se asemejen a los dientes del tiburón para cortar objetos con el menor esfuerzo posible. Este nivel de materialización es inicial porque puede o no conllevar sostenibilidad.
    2. Proceso: este nivel involucra todo lo relativo a procesos naturales y cómo se pueden reproducir en un diseño o tecnología. Por ejemplo los dientes de tiburón se restituyen de manera sistemática y sincrónica, sin derroche de ningún tipo de elemento o energía. En este nivel, la sostenibilidad es parte íntegra del resultado.
    3. Sistema: esta fase implica la integración de las partes en el todo, representa el cómo nuestros productos son ingredientes de un sistema amplio y complejo, donde se interrelacionan de manera orgánica. El tiburón forma parte de una cadena alimenticia que a su vez se integra en un ecosistema que forma parte de un ambiente, donde se alimenta, respira, reproduce, muere, descompone y da paso a otros procesos dentro de ese misma dinámica. Esto es precisamente lo que define si un producto es parte o no de un sistema. Si un producto en su ciclo de vida interrumpe algún proceso dentro del sistema, no se puede considerar sostenible.
  2. Biónica: etimológicamente, proviene de la unión de las palabras “biología” y “electrónica”. Su finalidad es la creación de diseños mecánicos que imiten organismos vivos o partes de estos. Es importante señalar que la biónica no implica un diseño de tipo sostenible.
  3. Biomorfismo: según Benyus (1997), son tecnologías o diseños que lucen como algo natural, pero que no imitan realmente la forma, proceso o sistema. Estos productos explotan el elemento estético formal y semiótico, pero no implican sostenibilidad.
  4. Ecodiseño: no es más que la metodología de diseño que se enfoca en una o varias de las etapas del ciclo de vida del producto, como indica Jones (2011), las cuales son: producción (desarrollo, aprovisionamiento, manufactura, transporte, etc.), uso y reciclaje. Se basa en la premisa de que si el producto o servicio respeta al menos un punto dentro del ciclo completo se está generando desarrollo sostenible. Esta metodología, aunque encierra buenas intenciones, no se puede considerar como solución a la problemática moderna, pues no provee una solución holística. Por ejemplo, si tenemos una fábrica que produce tejidos ecológicos libres de químicos que afecten el medio ambiente y a su vez es transportada en camiones que expulsen gases tóxicos a la atmósfera, no se puede considerar que sea un proceso que contribuya a un desarrollo sostenible.


  1. Antropoceno: La humanidad al sobrepasar gasto energético, ya dejó una huella indeleble, no se puede volver a comenzar de cero. La humanidad tiene una fuerza transformadora geológica: condición humana + condición natural. ¿Cómo se mira hoy en día la relación planeraria, comprendiendo que todo es cohabitación.

La cultura popular y un número creciente de científicos usan el término Antropoceno de manera informal para etiquetar la época actual en la que estamos viviendo. El término fue acuñado por Paul Crutzen y Eugene Stoermer en 2000 para describir la época actual en que los humanos han tenido un enorme impacto en el medio ambiente. Ha evolucionado para describir una época que comenzó hace algún tiempo en el pasado y, en general, se definió por las emisiones de carbono antropogénicas y la producción y el consumo de productos plásticos que se dejan en el suelo.

Los críticos de este término dicen que no debe usarse porque es difícil, si no casi imposible, definir un momento específico en el que los humanos comenzaron a influir en los estratos de roca, definiendo el inicio de una época.​ Otros dicen que los humanos nunca comenzaron a dejar un gran impacto en la Tierra, y por lo tanto, que el Antropoceno aún no ha comenzado.

El ICS no aprobó oficialmente el término a septiembre de 2015.​ El Anthropocene Working Group (Grupo de Trabajo del Antropoceno) se reunió en Oslo en abril de 2016 para consolidar la evidencia que apoya el argumento del Antropoceno como una verdadera época geológica.​ Se evaluaron las pruebas y el grupo votó para recomendar el Antropoceno como una nueva era geológica en agosto de 2016.​


  1. Rizoma Botánico: en biología, un rizoma es un tallo subterráneo con varias yemas que crecen de forma horizontal emitiendo raíces y brotes herbáceos de sus nudos. Los rizomas crecen indefinidamente. En el curso de los años mueren las partes más viejas pero cada año producen nuevos brotes, de ese modo pueden cubrir grandes áreas de terreno.
  2. Rizoma Filosofía: rizoma es un concepto filosófico desarrollado por Gilles Deleuze y Félix Guattari en su proyecto Capitalismo y Esquizofrenia (1972, 1980). Es lo que Deleuze llama una "imagen de pensamiento", basada en el rizoma botánico, que aprehende las multiplicidades. La palabra Rizoma fue nombrada por primera vez en la segunda parte de Capitalismo y esquizofrenia, obra teórica en dos volúmenes (El Anti-Edipo de 1972 y Mil Mesetas de 1980).
    1. 1.° y 2.° Principios de conexión y de heterogeneidad: cualquier punto del rizoma puede ser conectado con cualquier otro, y debe serlo. Eso no sucede en el árbol ni en la raíz, que siempre fijan un punto, un orden.
    2. 3.° Principio de multiplicidad: sólo cuando lo múltiple es tratado efectivamente como sustantivo, multiplicidad, deja de tener relación con lo Uno como sujeto o como objeto, como realidad natural o espiritual, como imagen y mundo. Las multiplicidades son rizomáticas y denuncian las pseudomultiplicidades arborescentes.
    3. 4.º Principio de ruptura asignificante: frente a los cortes excesivamente significantes que separan las estructuras o atraviesan una. Un rizoma puede ser roto, interrumpido en cualquier parte, pero siempre recomienza según ésta o aquella de sus líneas, y según otras.
    4. 5. ° y 6. ° Principio de cartografía y de calcomanía: un rizoma no responde a ningún modelo estructural o generativo. Es ajeno a toda idea de eje genético, como también de estructura profunda.


  1. Tinkering: El Movimiento Exploratorium de San Francisco fue el creador de Tinkering, método de aprender haciendo, usar las manos para ir construyendo el aprendizaje, para construir significado y comprensión. Los ejes principales de Tinkering son la creatividad, la experimentación y la ludificación. Este método ha dado el salto al ámbito educativo donde su potencial es mucho.

Presentación del Tema de Estudio

Propuesta: ¿Qué necesito saber?

  1. Abordaje del horizonte del proyecto a través de la observación, abstracción, aplicación, evaluación, tomando estos como guía, (fundamentos que presenta The Biomimicry institute).
  2. Estudio del tema específico, y así como la biomimética observa la naturaleza, descubre sus principios y los usa a favor del ser humano, buscar los propias que se apeguen mejor al objetivo, también pensando constructivamente.
  3. Estudio de las formas que se presentan en el estudio, centrándolas todas en la visualización de su forma y proceso que hay detrás de este, buscando sorprender al participante y así captar su atención.
Y así entonces lograr fomentar la observación, el aprendizaje, la curiosidad, creatividad, y cercanía con la naturaleza (naturalizar la naturaleza) .
Partiendo desde el concepto y el estudio de la biomimética se llega a la observación de las estructuras en la naturaleza, como teselaciones de espacios, volúmenes o áreas con diferentes formas que entre ellas conviven de manera perfecta, creando una armonía general en el organismo observado.
La naturaleza ha sido la base de inspiración desde tiempos remotos. Y la biomimética, es la ciencia que estudia los principios que la madre Tierra nos brinda como resultado de su evolución.
Los estudios de la Biomimética se basan en las soluciones naturales de diseño, decodificando geometrías y funcionamientos, en la búsqueda del mejor aprovechamiento y del menor gasto de energía. La vida se construye, se organiza, se comunica, recicla y se rehace a sí misma. Estos patrones funcionan desde los organismos más pequeños en sus partes moleculares, como para los organismos más complejos.
Entonces se toma esta ciencia para encaminar el proyecto hacia un estudio relacionado con el proyecto GeoHumanidades y (Bio)Geografías Creativas - De lo micro a lo macro, desde esta base se toman los principios de la Biomimética propuestos por Janine Benyus:



Biomimetismo

De bio- y mimetismo.

1. m. Imitación de los diseños y procesos de la naturaleza en la resolución de problemas técnicos. [[1]]

Antes del término actual, se registraron otros nombres en el Diccionario Websters. "Biomimética" en 1974 fue uno de ellos, y en 1960, se agregó "Biónica", pero éste último fue popularizado por la novela de Martin Caidin, "Cyborg", que posteriormente resultó en la serie televisiva "El Hombre Biónico" ("The Six Million Dollar Man"). El concepto fue entonces relacionado con partes artificiales del cuerpo humano y, por esta razón, se evitó el uso del término hasta que en 1982 finalmente se estableció como "Biomimesis". [[2]]

También conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración de nuevas tecnologías innovadoras para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ya ha resuelto, a través de modelos de sistemas (mecánica) o procesos (química), o elementos que imitan o se inspiran en ella.

Biomímesis es el término más utilizado en literatura científica e ingeniería para hacer referencia al proceso de entender y aplicar a problemas humanos soluciones procedentes de la naturaleza, en forma de principios biológicos, de biomateriales de cualquier otra índole. La naturaleza, le lleva al ser humano millones de años de ventaja en cualquier campo; es por ello que es más ventajoso copiarla que intentar superarla

Exponentes

Leonardo DaVinci

Leonardo da Vinci (Leonardo di ser Piero da Vinci. Vinci, 15 de abril de 14522​-Amboise, 2 de mayo de 1519) fue un polímata florentino del Renacimiento italiano. Fue a la vez pintor, anatomista, arquitecto, paleontólogo,​ artista, botánico, científico, escritor, escultor, filósofo, ingeniero, inventor, músico, poeta y urbanista.

En 1505, se dedicó a estudiar el vuelo de los pájaros, y también redactó el Códice sobre el vuelo de los pájaros. A partir de entonces, observaciones, experiencias y reconstrucciones se sucedieron con mucha intensidad.​

Su método científico se basaba fundamentalmente en la observación. Sus investigaciones científicas no se refieren exclusivamente más que a lo que ha estado acompañado de la práctica.​ Leonardo intentó comprender los fenómenos describiéndolos e ilustrándolos con mucho detalle, no insistiendo demasiado en las explicaciones teóricas. Sus estudios sobre el vuelo de los pájaros o el movimiento del agua son sin duda muy destacables.

La máquina voladora de Leonardo da Vinci fue uno de los mas atrevidos diseños del genio Renacentista. La llamó Ornitóptero y para poder diseñarla pasó incontables horas observando el vuelo de los pájaros y de insectos, mientras dibujaba un diseño tras otro.

  • Un ornitóptero es un aerodino que obtiene el empuje necesario del movimiento batiente de sus alas de forma análoga a como lo hacen las aves y de ahí su nombre que en griego significa "con alas (en griego= peteros) de pájaro (en griego ornos, ornitos)".

Los proveyó de amortiguadores simulando las patas de los pájaros para mitigar despegues y aterrizajes y los dotó de elaborados mecanismos de cables, poleas y palancas, mediante las que el piloto debía producir la energía suficiente para mover las alas, que imitan fielmente a las de los pájaros.

Igualmente diseñó el predecesor del helicóptero moderno, un ‘’tornillo aéreo’’ con unas hélices que giraban comprimiendo el aire para poder alcanzar la sustentación.

Sin embargo, Leonardo se dio cuenta él mismo del principal problema del diseño del Ornitóptero: ‘’’el piloto nunca podría producir la energía suficiente por sí mismo para conseguir la sustentación necesaria para elevarse’’’, ya que los músculos humanos tienen una ‘’’relación distinta de volumen potencia y peso’’’ que los de las aves.

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Richard Buckminster Fuller

“No estoy tratando de imitar a la naturaleza; estoy tratando de encontrar los principios que está usando " Richard Buckminster Fuller, 1972 (Buckminster Fuller para Hijos de la Tierra) (Buckminster Fuller to Children of Earth)

Los orígenes modernos de la Biomímica, también conocida como Biomimética o Biónica, suelen atribuirse al ingeniero Richard Buckminster Fuller (1895-1983), aunque previamente también se han dado casos de desarrolladores que intuitivamente se basaron en la naturaleza para alcanzar algún hallazgo.

La aplicación de esta ciencia se observa en sus obras arquitectónicas. Una mirada no criteriosa para sus domos geodésicos puede no traducir claramente los conceptos y la inspiración por detrás de sus obras, como la forma es demasiado geométrica y artificial, esto puede llevar al equívoco en pensar que no hay ninguna relación con la naturaleza, pero en realidad, la relación existe.

Los domos geodésicos tenían una estructura arquitectónica que buscó inspiración en el macrocosmos, considerando las esferas terrestres y celestial, y en el microcosmos, considerando microorganismos como la radiolaria. Eran la representación de un "exoesqueleto", que él tradujo en conceptos geométricos. Este arquitecto e ingeniero autodidacta ya compartía esa misma idea y basó toda una trayectoria de investigaciones y proyectos guiados por el mismo principio que los seres vivos utilizan para sus creaciones en la naturaleza, el de hacer el uso máximo con recursos mínimos ("More with Less" ). Considerado uno de los precursores del diseño biomimético y del discurso sostenible, sintetizó en sus cúpulas geodésicas la expresión máxima de ese concepto, pues ellas representan las mayores estructuras que pueden ser construidas con la menor cantidad de material posible. Exponentesbiomimic (1).jpg Exponentesbiomimic (4).jpg

Janine Benyus

"Durante el 99 por ciento del tiempo que hemos estado en la Tierra, fuimos cazadores y recolectores, nuestras vidas dependían de conocer los pequeños detalles de nuestro mundo. En lo más profundo, todavía tenemos un anhelo de reconectarnos con la naturaleza que dio forma a nuestra imaginación, nuestro lenguaje, nuestra canción y baile, nuestro sentido de lo divino"

A finales de la década de 1990, la escritora estadounidense de ciencias naturales y presidenta del Instituto de Biomimética Janine Benyus acuñó el término “biomímica” para referirse a las innovaciones inspiradas en la flora y la fauna. Asegura que “el 80 por ciento de las soluciones que buscamos están en el mundo natural”. Además, “son ideas que cumplen dos características fundamentales: son soluciones probadas y sostenibles porque han sobrevivido millones de años”.

Janine Benyus afirma, "El primer nivel es imitar la forma natural. Pero se puede acceder a un segundo nivel, que es cuando se imita el proceso natural. Y un tercero, copiando el funcionamiento de los ecosistemas". Benyus es autora de seis libros sobre biomimetismo , incluyendo Biomimicry: Innovation Inspired by Nature (1997), aquí desarrolla la tesis básica de que los seres humanos deben emular conscientemente el genio de la naturaleza en sus diseños.

En 1998, cofundó el “Institute Biomimicry Guild” con la Dra. Dayna Baumeister,Consultora de Innovación , fundación que ayuda a los innovadores a aprender y emular modelos naturales para diseñar productos, procesos y políticas sostenibles que creen condiciones propicias para la vida. También es presidenta de “The Biomimicry Institute”, en 2006 creó esta organización sin fines de lucro cuya misión es naturalizar el biomimetismo en la cultura mediante la promoción de la transferencia de ideas, diseños y estrategias de la biología al diseño de sistemas humanos sostenibles. Con este mismo propósito en 2008 el Instituto lanzó “AskNature.org” plataforma web que expone algunos de los distintos estudios sobre y con la materia en todo el mundo.

"Cuando creamos un producto o construimos un edificio, es similar a un petirrojo haciendo un nido. Es una extensión de nuestros cuerpos y al mismo tiempo, está sujeta a la selección natural", comenta Benyus durante una plática sobre su libro: "Biomimesis: innovación inspirada por la naturaleza"."La cuestión real no es si el producto o comportamiento es natural, sino si está bien adaptado a la vida en la Tierra a largo plazo", agrega.

Exponentesbiomimic (2).jpg Exponentesbiomimic (3).jpg

Este método tiene como objetivo mejorar la calidad de vida de la humanidad. Además se basa en la sostenibilidad socioeconómicas; mediante el fundamento de que la naturaleza es el único modelo que perdura por millones de años. Otro fin importante es el compromiso ecológico que conlleva la biomimética, de modo que la solución a los problemas ecológicos se encuentra en la optimización de la naturaleza.

Define tres puntos desde sus tres instituciones:

  1. Ayudar a innovadores a aprender y emular modelos naturales para diseñar productos, procesos y políticas sustentables que creen condiciones propicias para la vida, (toda vida, no solo la humana).
  2. Naturalizar el biomimetismo en la cultura mediante promoción de transferencia de ideas diseños y estrategias de la biología al diseño de sistemas sostenibles.
  3. Enseñar mediante plataformas accesibles el observar la naturaleza, para que existan más solucionadores de problemas con soluciones biomiméticas.

Instituto de Biomímesis- The Biomimicry Institute

¿Qué es la biomimética? [[3]]

La biomimética (de bio, que significa vida, y mimesis, que significa imitar) es una disciplina que estudia las mejores ideas de la naturaleza y luego imita estos diseños y procesos para resolver problemas humanos. Estudiar una hoja para inventar una mejor célula solar es un ejemplo. Considerada como "innovación inspirada en la naturaleza".

La idea central es que la naturaleza, imaginativa por necesidad, ya ha resuelto muchos de los problemas con los que estamos lidiando. Los animales, las plantas y los microbios son los ingenieros consumados. Han encontrado lo que funciona, lo que es apropiado y lo más importante, lo que dura aquí en la Tierra. Esta es la verdadera noticia de la biomimetismo: después de 3.800 millones de años de investigación y desarrollo, los fracasos son fósiles y lo que nos rodea es el secreto de la supervivencia.

Mirando a la naturaleza como modelo, medida y mentor:

Si queremos emular conscientemente el genio de la naturaleza, necesitamos mirar a la naturaleza de manera diferente:

  1. La naturaleza como modelo: la biomimética es una nueva ciencia que estudia los modelos de la naturaleza y luego emula estas formas, procesos, sistemas y estrategias para resolver problemas humanos de forma sostenible. El Biomimicry Guild y sus colaboradores han desarrollado una herramienta de diseño práctica, llamada Biomimicry Design Spiral, para usar la naturaleza como modelo.
  2. La naturaleza como medida: la biomimética utiliza un estándar ecológico para juzgar la sostenibilidad de nuestras innovaciones. Después de 3.800 millones de años de evolución, la naturaleza ha aprendido qué funciona y qué dura. La naturaleza como medida se captura en los Principios de la Vida y está incrustada en el paso de evaluación de la Espiral de diseño de biomimetismo.
  3. La naturaleza como mentor: la biomimética es una nueva forma de ver y valorar la naturaleza. Introduce una era basada en lo que no podemos extraer del mundo natural, sino en lo que podemos aprender de él.

Las áreas en las cuales se puede aplicar esta técnica tienen gran amplitud pues van desde los negocios hasta la ecología pasando por el diseño y la construcción, y se estudian los modelos, sistemas, procesos y elementos presentes en la naturaleza para recrearlos o inspirarse en ellos y realizar nuevos proyectos de bajo impacto ambiental.

La técnica no es nueva. Uno de los más asiduos practicantes fue Leonardo DaVinci, quien a través de la observación de la anatomía de los pájaros descrita en su libro "Código del Vuelo de las Aves", construyó las famosas invenciones de máquinas voladoras.

Pjecabiomimicry (1).jpg Pjecabiomimicry (3).jpg

Espiral de Diseño Biomimético, Metodología

Este modelo de Design Spiral es una versión simplificada de lo que es en realidad , un proceso no lineal e iterativo, (razón por la que es una espiral, y no una línea recta).

Desafío al proceso de diseño de biología

Biomimicry Design Spiral es una herramienta útil para aprender los pasos que son críticos para el éxito. Recomendado para cuando esté interesado en resolver un problema específico (un "desafío") o vea una oportunidad de diseño y desee buscar modelos biológicos en busca de inspiración. Metodología propuesta por The Biomimicry Institute, metodología para enseñar y practicar la biomimética, puede servir de guía para innovadores, usando la biomimesis para biologizar un problema

PjecaDesign Spiral.png
  1. Definir: Articule claramente el impacto que desea que su diseño tenga en el mundo y los criterios y restricciones que determinarán el éxito.
  2. Biologizar: Analice las funciones esenciales y el contexto que debe abordar su solución de diseño. Replantearlos en términos biológicos, para que puedas "pedir consejo a la naturaleza".
  3. Descubrir: Busque modelos naturales (organismos y ecosistemas) que aborden las mismas funciones y contexto como solución de diseño. Identificar las estrategias biológicas que sustentan su supervivencia y éxito.
  4. Resumen: Estudiar cuidadosamente las características o mecanismos esenciales que conforman las estrategias biológicas exitosas. Use un lenguaje sencillo para anotar su comprensión de cómo funcionan las funciones, usando bocetos para asegurar una comprensión precisa.
  5. Emular: Busque patrones y relaciones entre las estrategias que haya encontrado y analice las lecciones clave que deben informar su solución. Desarrollar conceptos de diseño basados ​​en estas estrategias.
  6. Evaluar: Evalúe el (los) concepto (s) de diseño para determinar si cumplen con los criterios y las limitaciones del desafío de diseño y se ajustan a los sistemas de la Tierra. Considerar la viabilidad técnica y de modelo de negocio. Refine y revise los pasos anteriores según sea necesario para producir una solución viable.



Aunque no se sigue exactamente esta metodología, se usa para definir algunos puntos en la investigación, para poder discernir entre temáticas y para guiar por un camino biomimético el proceso de diseño. Con la ayuda directa desde este modelo se extraen los principios básicos de la biomimética (propuestos por Biomimicry Institute), los cuales serán los pilares de la presente, y se aplicarán en el proceso de investigación y aplicación del proyecto.

Principios definidos desde los modelos de estudio y para la aplicación, específicamente para este proyecto de título:
  1. 'Definición de un tema abierto para el estudio, en el marco del Proyecto Biogeart, o sea la temática Biomimesis.
  2. Observación de la naturaleza, (formas, comportamientos, contexto), y cómo se relacionaría con la biomimesis.
  3. Desde esta observación escoger una temática, así la definición de la problemática de diseño que se abordara, su contexto y todas aquellas aristas que podría tener.
  4. Estudio de la característica/ tema observado como concepto, para así ir centrando la investigación.
  5. Expandir y buscar esta característica/ tema en más ejemplares naturales e investigarlos.
  6. Resumen de las propiedades del carácter común.
  7. Reunión de todas estas y quizás centrar nuevamente solo en un carácter.
  8. Ideación de una forma que propone uno o más de esto observado, pensando en el contexto del Fablab.
  9. Ensayo y error de la forma, aplicando todo lo anterior.

Formas en la naturaleza

Propuesta: ¿Que formas observar?

Entonces desde la idea de presentar la sorpresa al usuario, como primer paso se buscan formas naturales que concreten este paso, ya sea desde el mundo microscópico o macroscópico, lo que normalmente no se mira ni si quiere conoce su forma, hasta de algo tan común como el polen, un organismo muy cotidiano, de gran importancia, pero que no es observable a simple vista, desde la presentación de estas formas desconocidas es que primero se logra la sorpresa, luego la atención y con estas dos necesidad de la curiosidad y de aprender.

Con la atención y curiosidad se introduce el objeto como modelo/ estructura/ patrón/ experiencia cuya forma se toma de estas entidades presentadas y se "transforma en formas", visibles y tangibles, y así en información concreta, en modelo para observar la naturaleza de forma concreta.

  1. Desde la observación anterior llevar a cabo una idea para obtener un prototipo que permita al participante dar cuenta de que estas formas tan cotidianas en la vida y Escuela existen de manera natural y no fueron inventadas por el hombre, así descubrir lo interesante que puede llegar a ser naturaleza mediante sus formas, y dar cuenta de la importancia de no perder el contacto con la naturaleza, así naturalizandola.
  2. Hexágonos, una de la formas más reconocibles en la naturaleza, gracias a la construcción de las abejas en sus panales, a los caparazones de tortugas, ambos ejemplos del mundo visible, pero que también están muy presentes en el microscópico y macro, y que en estos pasa desapercibida.
  3. Visualizar estas formas para darle la importancia que merecen y así a la naturaleza misma.



Primer acercamiento, ideas y ejemplos biomiméticos

Desde plataforma de The Biomimcry Institute, asknature.org [[4]]

Estructuras que facilitan la dispersión del polen

Los sacos llenos de aire en los granos de polen de los pinos permiten que el polen viaje más lejos a través del aire

Un mecanismo por el cual las coníferas* promueven la polinización cruzada es aumentando la distancia que viajan los granos de polen. Cada grano de polen se une a dos o tres sacos llenos de aire, o sacci, que se desarrollan desde la capa exterior de la pared del polen. Estos sacos de aire aumentan el área de superficie pero no aumentan sustancialmente la masa total de polen. El aumento del área de superficie del grano de polen mediante la adición del sacci aumenta la cantidad de resistencia del aire en los granos, por lo que caen al suelo más lentamente. Esto permite que los granos floten en el aire por más tiempo y se dispersen más lejos.

  • Las coníferas son normalmente árboles o pequeños arbustos cuyas estructuras reproductivas son llamadas conos (por la forma que tienen) y que son también conocidas como piñas.

La cantidad de tiempo que el grano de polen permanece en el aire también se correlaciona con el grosor de la pared del sacci y el patrón en la superficie del sacci conocida como "ornamentación". Similar a los hoyuelos de una pelota de golf, la ornamentación puede proporcionar sustentación y superar las fuerzas de inercia para disminuir el impulso.

La ralentización del impulso permite que el grano de polen permanezca en el aire por más tiempo y que recorra distancias más largas por el viento.

“La morfología de los granos de polen también puede afectar la aerodinámica de la polinización por el viento [...] aumenta el área de superficie de los granos, mientras que idealmente agrega un mínimo de masa. Esto, a su vez, aumenta la cantidad de arrastre en los granos de polen. El aumento del arrastre reduce la velocidad de sedimentación del polen, lo que hace que aumenten las distancias de dispersión” (Schewendemann et al. 2007: 1371).

  • Articulo de la revista: Aerodinámica del polen sacado y sus implicaciones para la polinización por viento, American Journal of Botany. Por Schewendemann, AB, Wang, G. Mertz, ML, McWilliams RT, Thatcher SL, Osborn JL, 2007. [[5]]

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Las formas más eficiente para cubrir superficies curvas

La caparazón de las tortugas optimiza el uso del material para una superficie curva a través de subunidades hexagonales y formas de relleno.

“Inevitablemente, la naturaleza no siempre es exacta, a pesar de la precisión del panal. Cuando se buscan ángulos de 120 ° en formas de animales, es importante recordar otra ley geométrica, que es que los hexágonos planos solo se entrelazan en un plano plano; no se pueden combinar para encerrar un espacio, al igual que los triángulos que constituyen el tetraedro. Donde los hexágonos ocurren en superficies curvas, como en los esqueletos bellamente delicados de algunos organismos marinos microscópicos llamados Radiolaria, siempre hay algunas otras formas y ángulos insertados para compensar la curvatura. Lo mismo ocurre con la caparazón de la tortuga, donde hexágonos notablemente regulares en el centro están delimitados por pentágonos (formas de cinco lados) que se fusionan para dar un borde recto a la caparazón; Sucede exactamente lo mismo en las alas de los insectos."

  • Libro: El gran diseño: Forma y color en los animales, por Sally Foy, 1983.[[6]]

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Estructuras inflables elásticas

La arquitectura de las neumocélulas se crea mediante una serie de formas, todas con la misma longitud de borde, que se pueden unir para formar un número ilimitado de formas y tamaños. Estas celdas permiten un diseño resistente que es capaz de una rápida alteración.

Las estructuras de Pneumocell están compuestas de bloques de construcción estandarizados que pueden construirse a partir de varios tipos de materiales. Ya que son inflables, usan materiales mínimos y ocupan una cantidad muy pequeña de espacio antes del ensamblaje final. Las estructuras se pueden ensamblar rápidamente en diferentes formas y tamaños. Los componentes dañados se pueden reemplazar fácilmente, lo que imparte una resistencia sustancial en la estructura. Hay varias ventajas de sostenibilidad. Una es que al ser livianos, se necesita menos combustible para transportar las estructuras a los eventos y, debido a su flexibilidad, no requieren una plataforma pesada para sentarse en un terreno irregular, lo que también reduce los costos de envío. Los elementos de las neumoceldas consisten en TPU puro (poliuretano termoplástico), en lugar de PVC. TPU es 100% reciclable y, a diferencia del PVC, Este material se quema sin dejar residuos y sin emitir humos de escape tóxicos. TPU no contiene plastificantes ni cloro, que son emitidos permanentemente por otros tipos de materiales plásticos blandos acompañados por el olor a plástico típico.

Biomimética: Los tejidos biológicos se crean a partir de muchas células. Estas células se unen en una secuencia específica para producir un tejido de alto rendimiento. La unión de estos tipos de células permite un funcionamiento resistente y, a menudo, cuando una célula está dañada, se puede reemplazar fácilmente sin perder la función para toda la función. Esta idea inspiró la arquitectura pneumocell. [[7]] [[8]]

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Patrones y Teselaciones

Los términos teselaciones y teselado hacen referencia a una regularidad o patrón de figuras que recubren o pavimentan completamente una superficie que cumple con dos requisitos: que no queden espacios, y que no se superpongan las figuras. Un caso particular sería cuando la figura utilizada es siempre el mismo polígono regular. Este caso se conoce como teselado regular.

El triángulo, el cuadrado y el hexágono son los únicos polígonos que permiten hacer teselados regulares.

Pappus de Alejandría, matemático griego observó que el hexágono es la forma de almacenar mayor cantidad de miel utilizando la menor cantidad de cera posible. Puesto que si comparamos un triángulo, un cuadrado y un hexágono construidos con la misma cantidad de cera con el mismo perímetro, en el hexágono cabe más miel, el área definida es mayor. “Las abejas, en virtud de cierta intuición geométrica, saben que el hexágono es mayor que el cuadrado y que el triángulo, y que podrá contener más miel con el mismo gasto de material”- Pappus de Alejandría.

En el siglo XVII, Erasmus Barthlin, sugirió que quizás las abejas no pretenden construir hexágonos, simplemente intentan definir el mayor área posible, que sería una esfera, pero que la presión de las celdas contiguas hace que se forme el hexágono, del mismo modo que pasa con una capa de burbujas de jabón. Charles Darwin también propuso esta teoría, aunque no pudo demostrarla. Las pompas de jabón, en condiciones normales las pompas adoptarían formas esféricas pero al estar juntas unas de otras se comprimen y adoptan formas más poligonales.

Las leyes de la física nos proporcionan la respuesta, las abejas construyen sus celdas de forma circular. Pero al estar juntas unas de otras y al encontrarse la cera en un estado cuasifluido, provocan que las celdas adopten la forma hexagonal.

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Ejemplos para la Observación

Micro Naturaleza

Diatomeas

Las diatomeas (taxón Diatomea, Diatomeae o Bacillariophyceae sensu lato), es un grupo de algas pluricelulares que constituye uno de los tipos menos comunes de fitoplancton. Contiene actualmente unas 10.000 especies vivas que son importantes productores dentro de la cadena alimenticia. Muchas diatomeas son unicelulares, aunque algunas de ellas coexisten en forma de filamentos o cadenas celulares (e.g. Fragillaria), abanicos (e.g. Meridion), zigzags (e.g. Tabellaria), estrelladas (e.g. Asterionella).

  • Fitoplancton: en biología fósil y limnología se denomina fitoplancton al conjunto de los organismos acuáticos autótrofos del plancton, que tienen capacidad fotosintética y que viven dispersos en el agua

Las diatomeas son unas de las mayores fuentes globales de fijación del carbono atmosférico, (la fijación de carbono es la conversión de carbono inorgánico (en forma de dióxido de carbono) en compuestos orgánicos realizada por los organismos vivos). Se estima que la actividad fotosintética de las diatomeas produce entre un 20% y un 40% del oxígeno de la Tierra.

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Polen de Acanto

Polen (del latín pollen, «polvillo muy fino») es el nombre colectivo de los granos, más o menos microscópicos, que producen las plantas con semilla (espermatófitos), cada uno de los cuales contiene un microgametófito (gametófito masculino). El saco polínico es la parte de la antera que contiene los granos de polen, en los órganos masculinos de la flor, los estambres.

El grano de polen contiene un individuo masculino reducido a dos o tres células: el gametófito masculino, la fase haploide en el ciclo de alternancia de generaciones característico de las plantas. Una vez ocurrida la polinización, una vez llegado el grano de polen a la superficie receptiva en la planta de destino, es decir al estigma, se produce su germinación. Del grano surge el tubo polínico, que es una emanación de citoplasma a través de la cual migran los núcleos masculinos en dirección a la oósfera (el gameto femenino) y el núcleo polar (en las angiospermas hay una fecundación doble). Cada tipo de polen posee una morfología característica a nivel de especie, género o familia, la cual puede presentar colpos, poros o ambos.

Su estructura le permite dar viajes más largos cuando se trata de corrientes de vientos, además tiene relación directa con mantener la hidratación de la particula.

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Copos de Nieve

Los copos de nieve están compuestos por cristales de hielo. Para su formación, primero debe congelarse una gotita de agua alrededor de alguna partícula suspendida en el interior de la nube (una mota de polvo o polen). Al congelarse, la gota de agua se convierte en un cristal en forma de prisma hexagonal. Si la temperatura en la nube alcanza los -12 o -13 ºC, las gotas de agua que rodean al cristal se irán condensando sobre su superficie. Así, el cristal crece y aparecen “ramas” en cada una de las 6 puntas del hexágono. La forma en que crecen dichas ramas depende completamente de las condiciones ambientales (temperatura, presión, cantidad de agua), de manera que al ir éstas cambiando el copo va adquiere formas semi-aleatorias, dando lugar a preciosas formas de cristalización.

La forma hexagonal en los copos de nieve, se debe directamente a que es la red posible más estable entre las moléculas de agua. Aunque no es una forma hexagonal perfecta, por lo que es muy complicado, casi imposible, encontrar dos copos de nieve exactamente iguales.

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Macro Naturaleza

Jaula Roja

Clathrus ruber, especie saprófita de hongos de la familia de las falláceas. Antes de que se abra la volva, el cuerpo posee una forma de huevo con un interior gelatinoso, y un color blancuzco. Una vez se abre, se convierte en un receptáculo rojo o anaranjado que consiste en una malla esponjosa. Se ha observado una significativa variación en la altura de esta especie, que oscila entre 8 y 20 cm.​ La gleba oscura y de olor fétido recubre la superficie interior del receptáculo y la zona basal del receptáculo se encuentra rodeada de una volva blanca con un cordón central de micelio. Las esporas son alargadas, suaves, sus dimensiones son 5-6 × 1.7-2 µm.

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Velo de novia

(Phallus indusiatus), esta elegante seta vive en casi todos los continentes del planeta, aparece en bosques y jardines, en suelo rico en restos leñosos bien descompuestos, bajo un clima tropical. Se encuentra en el sur de Asia, en África, en América y en Australia. Siendo muy apreciada como alimento en Asia, donde se consume cuando todavía no ha desplegado su característico velo. Al igual que el resto de setas de su género, esta cuenta con una punta pringosa llena de esporas, cuyo olor hediondo atrae a los insectos.

  • Los cuerpos frutales inmaduros del Velo de novia están inicialmente encerrados en una estructura subterránea en forma de huevo, aproximadamente esférica encerrada en un peridio, (capa protectora que encierra una masa de esporas en los hongos).
  • A medida que el hongo madura, la presión causada por la ampliación de las estructuras internas hace que el peridio se rompa y el cuerpo frutal emerge rápidamente del "huevo". El hongo maduro mide hasta 25 cm de alto y está ceñido con una estructura en forma de red llamada indusium (o menos técnicamente una "falda") que cuelga desde la tapa cónica a la acampanada.

Las aberturas de red del indusium pueden ser de forma poligonal o redonda. El capuchón mide 1.5-4 cm de ancho y su superficie reticulada (picada y surcada) está cubierta por una capa de limo marrón verdoso y maloliente, la gleba, que inicialmente oculta parcialmente las retículas. El tallo mide 7-25 cm de largo, y 1.5-3 cm de grosor. Los cuerpos frutales se desarrollan durante la noche,​ y requieren 10-15 horas para desarrollarse completamente después de emerger. Son efímeros, por lo general no duran más de unos pocos días.​

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Panales de Abeja

Estructura formada por celdillas de cera que comparten paredes en común construida por las abejas melíferas para contener sus larvas y acopiar miel y polen dentro de la colmena. El panal es utilizado para depositar sus alimentos: polen y miel. También la celda es utilizada como habitáculo para la cría de obreras y zánganos. El tamaño de la celda varía según la necesidad de la abeja, siendo de aproximadamente 6-8 milímetros en el caso de Apis mellifera.

En este caso parece lógico que sea la forma elegida por la naturaleza, ya que el empaquetamiento hexagonal de celdas es la forma más eficiente de agrupar tantas celdas como sea posible en un espacio limitado, dejando el mínimo espacio vacío. Algo similar ocurre con los caparazones de las tortugas a continuación.

En el año 36 a.C el erudito romano, Marco Terencio Varro escribió acerca de las dos principales teorías de esta forma.

  1. Las abejas tienen seis piernas, por lo que prefieren formas de seis lados.
  2. Los hexágonos son la forma más eficiente, las abejas usan cera para construir sus panales, y producir esa cera gasta energía de la abeja, por lo que la estructura ideal de un panal de abejas es aquella que minimiza la cantidad de cera necesaria, mientras maximiza el almacenamiento.

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Columnas de Basalto

Las columnas basálticas son formaciones regulares de pilares más o menos verticales, con forma de prismas poligonales (predominando los hexagonales), (prima con hexágono como base y por lo tanto 6 caras laterales), que se forman por fractura progresiva de la roca durante el enfriamiento relativamente lento de lava basáltica en algunas coladas, en chimeneas volcánicas o en calderas que no llegan a desbordarse o vaciarse repentinamente, por lo que su enfriamiento sucede en el lugar. Estas grietas son un caso especial de diaclasado denominado disyunción columnar. Además de en basaltos, se puede formar también disyunción columnar, aunque de manera menos frecuente, sobre otras rocas volcánicas procedentes del enfriamiento de lavas de diferente composición química, como andesitas, dacitas​ y riolitas. Fenómeno similar ocurre en el Salar de Uyuni

La formación rocosa es el resultado del rápido enfriamiento de la lava, específicamente el basalto columnar. Cuando la lava fundida se enfría, se contrae. Esta contracción conduce a la formación de grietas, y la estructura hexagonal es el resultado de la formación de grietas bajo la máxima liberación de energía. Formando unos conjuntos característicos en muchos relieves volcánicos. El tamaño de las columnas viene determinado por la velocidad de enfriamiento, siendo las más grandes producto de tiempos de enfriamiento más largos.

Esto fue explicado después de que el estudio dirigido por el físico Stephen Morris y su universidad Lucas Goehring de la Universidad de Toronto encontraron éxito. "Las columnas se forman cuando un frente afilado de enfriamiento se mueve hacia el flujo de las niñas, ayudado por la ebullición del agua subterránea", explicó Goehring en ese momento . “A medida que el frente avanza, deja atrás una red de grietas que se convierte en un arreglo casi hexagonal. Esta red esculpe las columnas".

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Mega Naturaleza

Hexágono de Saturno

El hexágono de Saturno es un patrón nuboso persistente localizado alrededor del polo norte de Saturno. Los lados del hexágono tienen una longitud aproximada de 13800 km, distancia mayor al diámetro de la Tierra (12700 km).​ Toda la zona tiene un periodo rotacional de 10h 39m 24s, el mismo que las emisiones de radio que provienen del interior del planeta.​ El hexágono no se desplaza longitudinalmente como otras nubes en la atmósfera visible.

De acuerdo con observaciones del Hubble, el polo sur de Saturno no posee un hexágono, sin embargo, existe un vórtice, de manera análoga al existente en el polo norte

Una hipótesis para explicar este curioso fenómeno ha sido desarrollada en la Universidad de Oxford. Se cree que el hexágono se forma en zonas donde hay un alto gradiente latitudinal en la velocidad de los vientos atmosféricos de Saturno. Se crearon formas similares en laboratorio al hacer que un tanque circular de líquido rotase a distinta velocidad en el centro y la periferia. Se consiguieron todo tipo de formas entre triangular y octogonal, si bien se observó que la forma más común era un hexágono.

Las formas geométricas eran obtenidas en un área de flujo turbulento entre dos fluidos rotando a distintas velocidades.​ Se formaron cierto número de vórtices estables de tamaño similar en la zona externa del flujo, más lenta, y éstos interactuaron entre sí hasta quedar uniformemente repartidos por el perímetro de la superficie. La presencia de los vórtices induce al límite de la turbulencia a desplazarse, formando el efecto poligonal.

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Geometría

La geometría es una rama de las matemáticas que se ocupa del estudio de las propiedades de las figuras en el plano o el espacio.

Propuesta: ¿Que formas se han estudiado?

  1. Los siguientes son observadores de la naturaleza, quienes cambiaron la forma de comprender la naturaleza desde sus descubrimientos, contribuyendo a leyes, mecanismos modernos, y pensamientos.
  2. Se toma su ejemplo, para conocer el cómo ellos estudiaron las formas naturales, y desde los conocimientos que entregan a la humanidad, partiendo desde sus postulados, para idear de una forma didáctica con la cual experimentar y trabajar.



Patrones y volúmenes de estudio

Micro- Películas de jabón de Joseph Plateau

Joseph-Antoine Ferdinand Plateau (Bruselas, Bélgica, 1801 - 1883) fue un físico belga que en 1829 definió el principio de la persistencia de la visión. En 1832 inventó el fenaquistiscopio, uno de los precursores del cinematógrafo. Llevó a cabo investigaciones sobre la capilaridad entre láminas delgadas líquidas y en 1861 demostró que las superficies resultantes son mínimas. La generalización de estos resultados la enunció mediante las leyes de Plateau.

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Formulación de las leyes para películas de jabón

Las leyes de Plateau describen la estructura de las burbujas de jabón en las espumas. Estas normas fueron formuladas en el siglo XIX por el físico belga Joseph Plateau de sus observaciones experimentales.

Describen la forma y configuración de películas de jabón:

  1. Las películas de jabón están formadas por superficies suaves (sin arrugas ni bultos) continuas (sin separaciones).
  2. La curvatura media de una porción de una película de jabón es siempre constante en cualquier punto de la misma porción de la película de jabón.
  3. Tres películas de jabón se intersecan a lo largo de una línea, formando un ángulo de cos−1(−1/2) = 120 grados, llamada Frontera de Plateau.
  4. Cuatro de estas fronteras de Plateau (todas formadas por la intersección de tres superficies) intersecan en un punto, formando un ángulo de cos−1(−1/3)109.47 grados (ángulo tetraédrico).

Las configuraciones distintas de las leyes de Plateau son inestables y la espuma rápidamente tienden a reordenarse para que se ajusten a estas normas.

Las leyes enunciadas por Plateau

  1. Primera ley: "Tres superficies de jabón se intersecan a lo largo de una línea. El ángulo formado por los planos tangenciales a dos superficies que se intersecan, en cualquier punto a lo largo de la línea de intersección de las tres superficies, es de 120 grados".
  2. Segunda ley: "Cuatro de las líneas, todas formadas por la intersección de tres superficies, se intersecan en un punto y el ángulo formado por cada par de ellas es de 109.47 grados".
  3. Tercera ley: "Una película de jabón que puede moverse libremente sobre una superficie se interseca con ella formando un ángulo de 90 grados".

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La emulación consciente del genio de la vida es una estrategia de supervivencia para la raza humana, un camino hacia un futuro sostenible. Cuanto más funcione nuestro mundo como el mundo natural, más probabilidades tendremos de soportar este hogar que es nuestro, pero no solo nuestro.

En 1832, Plateau inventó un primitivo dispositivo estroboscópico, el fenaquistiscopio, capaz de proporcionar la ilusión de una imagen en movimiento a partir de una secuencia de imágenes fijas. Del griego espectador ilusorio, juguete inventado para demostrar su teoría de la persistencia retiniana en 1829. Él creyó descubrir que nuestro ojo ve con una cadencia de diez imágenes por segundo. En virtud de dicho fenómeno, las imágenes se superponen en la retina y el cerebro las "enlaza" como una sola imagen visual, móvil y continua.

Macro- Sólidos platónicos de Pitágoras

Los sólidos platónicos, regulares o perfectos son poliedros convexos (Un poliedro es, en el sentido dado por la geometría clásica al término, un cuerpo geométrico cuyas caras son planas y encierran un volumen finito) tal que todas sus caras son polígonos regulares iguales entre sí, y en que todos los ángulos sólidos son iguales.​ Reciben este nombre en honor al filósofo griego Platón (ca. 427 a. C./428 a. C.-347 a. C.), a quien se atribuye haberlos estudiado en primera instancia.

La formulación de la teoría general de los poliedros regulares se le atribuye a Teeteto, matemático contemporáneo de Platón.​ Están gobernados por la fórmula V+C = A+2, donde V es el número de vértices; C, número de caras y A, número de aristas, que fue descubierta por el genial y prolífico Leonardo Euler.

Los sólidos platónicos son el tetraedro, el cubo (o hexaedro regular), el octaedro,​ el dodecaedro y el icosaedro. Esta lista es exhaustiva, ya que es imposible construir otro sólido diferente de los cinco anteriores que cumpla todas las propiedades exigidas, es decir, convexidad y regularidad.

Los antiguos griegos estudiaron los sólidos platónicos a fondo, y fuentes (como Proclo) atribuyen a Pitágoras su descubrimiento. Otra evidencia sugiere que solo estaba familiarizado con el tetraedro, el cubo y el dodecaedro, y que el descubrimiento del octaedro y el icosaedro pertenecen a Teeteto. En cualquier caso, Teeteto dio la descripción matemática de los cinco poliedros y es posible que fuera el responsable de la primera demostración de que no existen otros poliedros regulares convexos.

  1. Tetraedro
  2. Hexaedro (cubo)
  3. Octaedro
  4. Dodecaedro
  5. Icosaedro

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Sólidos de Arquímides

Los sólidos arquimedianos o sólidos de Arquímedes son un grupo de poliedros convexos cuyas caras son polígonos regulares de dos o más tipos. Todos los sólidos de Arquímedes son de vértices uniformes. La mayoría de ellos se obtienen por truncamiento de los sólidos platónicos. Arquímedes describió extensamente estos cuerpos en trabajos que se fueron perdiendo, y que en el Renacimiento fueron redescubiertos por artistas y matemáticos.

Son once, pero siete sólidos arquimedianos se pueden obtener truncando sólidos platónicos:

  1. el tetraedro truncado,
  2. el cuboctaedro,
  3. el cubo truncado,
  4. el octaedro truncado,
  5. el Icosidodecaedro,
  6. el Dodecaedro truncado y
  7. el Icosaedro truncado (pelota de futbol)
  8. Además están los propios; el Rombicuboctaedro,
  9. el Cuboctaedro truncado,
  10. el Rombicosidodecaedro,
  11. el Cubo Romo,
  12. el Icosidodecaedro truncado y
  13. el Dodecaedro romo

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Sólidos de Johnson

En geometría, un sólido de Johnson es un poliedro estrictamente convexo, y cada una de sus caras es un polígono regular. Por otra parte, no es uno de los sólidos platónicos, ni uno de los sólidos arquimedianos, ni un prisma ni un antiprisma. No se requiere que todas las caras sean un mismo polígono, o que polígonos del mismo tipo se unan por los vértices.

En 1966 el matemático norteamericano Norman Johnson publicó una lista de 92 sólidos, dándole nombres y número. Aunque no probó la imposibilidad de que existieran otros sólidos, hizo tal conjetura, y en 1969 Victor Zalgaller demostró que la lista era completa.

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Mega- Esfera Geodésica de Buckminster Fuller

El término "geodésico" proviene de la palabra geodesia, la ciencia de medir el tamaño y forma del planeta Tierra; en el sentido original, fue la ruta más corta entre dos puntos sobre la superficie de la Tierra, específicamente, el segmento de un gran círculo.

En geometría, la línea geodésica se define como la línea de mínima longitud que une dos puntos en una superficie dada, y está contenida en esta superficie.

  • Geoide: Se denomina geoide (del griego γεια gueia, ‘tierra’, y ειδος eidos, ‘forma’, ‘apariencia’ —por lo que significaría ‘forma que tiene la Tierra’) al cuerpo definido por la superficie equipotencial del campo de gravedad terrestre. Por lo anteriormente mencionado, es un modelo bastante acertado de la forma de la Tierra, establecido en una forma casi esférica aunque con un ligero achatamiento en los polos (esferoide), pero que guarda las diferencias propias de la gravedad en vinculación a masas diferenciales de los perfiles de composición vertical del planeta.

Richard Buckminster Fuller es considerado el inventor de las cúpulas geodésicas, ya que es quien ostenta su patente en 1954. Fuller las desarrolló en la década de los 40, creando una de las cúpulas geodésicas más conocidas en 1967 en la Exposición Universal de Montreal, de 76 m de diámetro y 41,5 m de altura.Existen ejemplos anteriores de cúpulas geodésicas, como en el Palacio Imperial de China (1885) o en el planetario de los talleres Carl Zeiss (1922).

Las caras de una cúpula geodésica pueden ser triángulos, hexágonos o cualquier otro polígono. Los vértices deben coincidir todos con la superficie de una esfera o un elipsoide (si los vértices no quedan en la superficie, la cúpula ya no es geodésica). El número de veces que las aristas del icosaedro o dodecaedro son subdivididas dando lugar a triángulos más pequeños se llama la frecuencia de la esfera o cúpula geodésica. Esta secuencia de triángulos es una manera perfecta de teselar una esfera, el calce entre sus lados es perfecto y puede modelar muy bien cualquier curvatura.

Para la esfera geodésica se cumple también el teorema de Euler para poliedros, que indica que: C+V-A = 2, donde V es el número de vértices; C, número de caras y A, número de aristas, que fue descubierta por el genial y prolífico Leonardo Euler. Para una cúpula parcial que no sea una esfera completa se cumple:C+V-A = 1. Para construir esferas geodésicas se utilizan las fórmulas de los radios del dodecaedro o icosaedro. Los radios permiten levantar los nuevos vértices de las subdivisiones a la superficie de la esfera que pasará por los vértices originales del cuerpo.

  • Geometría sagrada, los domos geodésicos están íntimamente relacionados con la geometría sagrada, al basarse en uno de los sólidos platónicos (el icosaedro), en su constitución se encuentran pentágonos (asociado al pentáculo) y hexágonos (asociado a la Estrella de David, unión entre el cielo y la tierra), la esfera confinada en el domo geodésico representa el vientre materno, la matriz, concepto similar al que se ve en tepees, rucas (vivienda mapuche), yurk y otras construcciones arcaicas.
    1. El término Geometría Sagrada hace referencia al conjunto de formas geométricas que se encuentran presentes en el diseño de ciertos sitios considerados sagrados, principalmente iglesias, catedrales y mezquitas, junto con los significados simbólicos y esotéricos que se les atribuyen basándose en sus propiedades.

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El mapa Dymaxion

La proyección de Fuller de la Tierra es una proyección de un mapamundi en la superficie de un poliedro que puede desplegarse en una red de muchas formas diferentes y aplanarse para formar un mapa bidimensional que retiene la mayor parte de la integridad proporcional relativa del mapa del globo. Fue creado por Buckminster Fuller, quien lo patentó en 1946. En la patente la proyección mostrada es sobre un cuboctaedro. La versión de 1954 publicada por Fuller con el título The Air Ocean World Map empleaba un icosaedro ligeramente modificado pero casi completamente regular como base para la proyección, versión más conocida en la actualidad.

Fuller aseguró que su mapa tenía muchas ventajas sobre otras proyecciones geográficas. Tiene menos distorsión del tamaño relativo de las regiones. Un rasgo distintivo del Dymaxion es que no tiene una dirección que vaya arriba. Fuller dijo frecuentemente que en el universo no hay arriba y abajo ni norte y sur: sólo dentro y fuera. Las fuerzas gravitacionales de las estrellas y los planetas crean dentro, que significa hacia el centro gravitacional y fuera que significa lejos del centro gravitacional. Asoció la representación de los mapas habituales con el norte arriba y el sur abajo al sesgo cultural.

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No hay una orientación correcta del mapa Dymaxion. Desplegar las caras triangulares del icosaedro resulta en una red que muestra masas de tierra casi contiguas que comprenden los continentes de la tierra, y no grupos de continentes divididos por océanos. Si se despliega de otra forma se muestra el mundo dominado por una masa de agua conexa rodeada de tierra.

Sistema de grilla de Uber

Los sistemas de cuadrícula son críticos para analizar grandes conjuntos de datos espaciales, dividiendo áreas de la Tierra en celdas de cuadrícula identificables. Con esto en mente, Uber desarrolló H3, sistema de cuadrícula para optimizar de manera eficiente los precios y el despacho, para visualizar y explorar datos espaciales.

H3 permite analizar información geográfica para establecer precios dinámicos y tomar otras decisiones a nivel de toda la ciudad, sistema de cuadrícula para el análisis y la optimización en todos los mercados de la marca. H3 fue diseñado para este propósito y lo que llevó a tomar decisiones, como el uso de índices hexagonales y jerárquicos.

Utiliza un sistema de cuadrícula para agrupar eventos en áreas hexagonales, es decir, celdas. Los puntos de datos se agrupan en hexágonos y se pueden escribir utilizando los datos agrupados de forma hexagonal. Por ejemplo, calculamos el aumento de precios al medir la oferta y la demanda en hexágonos en cada ciudad que servimos. Estos hexágonos forman la base para el análisis del mercado Uber.

Los hexágonos fueron una elección importante porque las personas en una ciudad a menudo están en movimiento, y los hexágonos minimizan el error de cuantificación introducido cuando los usuarios se mueven a través de una ciudad. Los hexágonos también permiten aproximar los radios fácilmente. [[9]]

Pjeca.hexagonosuber1.png Pjeca.hexagonosuber2.png Pjeca.hexagonosuber3.png Pjeca.hexagonosuber4.png

Definición de la Investigación


¿Que propongo?

Como objetivo se persigue tomar todas estas formas y llevarlas a posibles modelos que expliciten estos patrones y sus capacidades físicas. Presentar estos patrones y estructuras acompañadas de ejemplos naturales, que aunque están presentes, no se conocen o no se entienden, así sorprender y captar la atención. Y también acompañado por contenido pedagógico básico como las geometrías involucradas.

A través de las herramientas del Fablab se crearán posibles modelos a ser presentados en una experiencia colectiva, con lo cual se pretende fomentar la creatividad, crear una inquietud por observar e interactuar con la naturaleza, responder las propias preguntas aprendiendo del origen. Derechamente abrir sus horizontes y demostrarles que la naturaleza tiene mucho por descubrir. Se busca que estos modelos presenten la existencia de un abanico gigante de posibles formas, texturas, y mecanismos presentes en la naturaleza.

Se persigue un cambio en la mentalidad, desde el contenido pedagógico de una manera mucho más interesante y tangible, hasta que el participante pueda visualizar e imaginar estas formas. Con el objetivo principal de acercarlo a la naturaleza, que sienta más curiosidad de lo que lo rodea, fomentando la observación, y así el entendimiento de algunas de las geometrías típicas naturales. Provocando con esta experiencia la necesidad de observación y aprendizaje de la naturaleza, creando conciencia de que con ella somos cohabitantes iguales, de alguna manera naturalizar la naturaleza.


Entonces con los principios de la biomimética se observan ejemplos admirables y sorprendentes de la naturaleza, para tomarlos y trabajar con sus formas y estructuras. Así crear un modelo capaz de enseñar estos principios en una experiencia colectiva. Donde gracias a esta se potencien las ganas de observar y aprender de la naturaleza.

Hipótesis

Estos patrones articulables son llevados a la experiencia colectiva, aquí se vuelven capaces de transmitir los principios estudiados, cuando se logra potenciar las ganas de observar y aprender la naturaleza.



¿Cómo son los vínculos en las caparazones?

Glyptodon, organización ósea

Se vuelve a observar la forma, esta vez desde el cuestiona miento de lo que está detrás de los patrones estructurales presentados. ¿Cómo se forman estos patrones?, ¿Cómo son las uniones en ellos?. Desde estas preguntas se vuelve a mirar la naturaleza, buscando alguna respuesta formal.

Como ejemplo se habla de un animal prehistórico que vivió durante la época del Pleistoceno (comienza hace 2,59 millones de años y finaliza aproximadamente en el 10.000 a. C.). Con su caparazón óseo redondeado y extremidades agazapadas, recuerda superficialmente a las tortugas, y a los dinosaurios anquilosaurios, como ejemplo de la evolución convergente de linajes distantes hacia formas similares, medía unos 3.3 metros de longitud, 1.5 metros de altura y pesaba más de dos toneladas.

El caparazón estaba cubierto por más de 1000 placas óseas de 2.5 cm de grosor, los osteodermos. Cada especie de gliptodontino tenía su particular tipo de patrón de osteodermos y forma del caparazón. Con esta protección, se encontraban resguardados como las tortugas, pero a diferencia de la mayoría de estos reptiles, no podían recoger hacia adentro su cabeza; a cambio, poseían un escudo óseo sobre la parte superior del cráneo, incluso la cola de Glyptodon poseía anillos de hueso para protegerse. [[10]]

Glyptodon (Riha2000).jpg Glyptodon old drawing.jpg Glyptodon-1.jpg PjecaGlyptodon (4).jpeg

Algunas evidencias han sugerido que los humanos llevaron a los gliptodontes a su extinción.​ Los cazadores pueden haber usado los caparazones de los animales muertos como refugios para las inclemencias climáticas.​ Evidencia de los sitios arqueológicos de Campo Laborde y La Moderna en las pampas argentinas sugieren que el pariente de Glyptodon Doedicurus y otros gliptodontes sobrevivieron hasta inicios del Holoceno, coexistiendo con los humanos por al menos 4000 años.

  • Osteodermo: placa ósea que se encuentra en la piel o escama de los animales, estas osificaciones no corresponden al esqueleto y se encuentran en varios géneros no relacionados, como dinosaurios como el Ceratosaurus, mamíferos como el Mylodon y reptiles como los arcosaurios.

Pjecaosteodermo.jpg

Tortugas, organización ósea

Las tortugas o quelonios (Testudines) pertenecen al orden de los reptiles (Sauropsida). El testudino más antiguo que se conoce es Odontochelys, que vivió en Asia, hace 220 millones de años, lo que supone que las tortugas formen uno de los grupos de reptiles más antiguos, mucho más antiguos que los lagartos y serpientes. Era acuática, y poseía un plastrón* bien definido, pero el espaldar era primitivo. Luego fue la tortuga Proganochelys, que vivió en Eurasia hace unos 210 millones de años. Era una tortuga primitiva, con un caparazón parecido al de las especies actuales, pero poseía aún dientes en el paladar; la cabeza, cola y patas no podían retraerse dentro del caparazón, pero estaban protegidas por espinas. [[11]]

Las subunidades presenta una forma hexagonal porque son una de las formas geométricas más eficientes que pueden cubrir superficies curvas con un mínimo desperdicio de material. Una vez que se forman las capas hexagonales superiores, la cubierta se completa con formas de relleno que constituyen polígonos de diferentes tamaños.
Las tortugas y otras criaturas sin caparazón usan caparazones como escudos para protegerse de los depredadores o animales que los cazan. Las tortugas probablemente necesitaban un escudo en sus espaldas y estómagos porque se enfrentaban a los depredadores en el océano desde arriba y desde abajo.

Pjecatortugas (1).jpg Pjecatortugas (3).jpg Pjecatortugas (4).jpg Pjecatortugas (5).jpg Pjecatortugas (6).jpg Pjecatortugas (7).jpg

Las formas del caparazón de las tortugas difieren con cada especie y, a menudo, están relacionadas con el hábitat:

  • La mayoría de las tortugas acuáticas, (turtle), son generalmente más planas, su caparazón ha evolucionado y se ha vuelto mucho más chato que el de las tortugas de tierra para facilitar su dinamismo en el nado, por esto las tortugas marinas no pueden guardar su cabeza y sus patas dentro del caparazón, mientras que las tortugas terrestres sí.
  • Las tortugas terrestres, (tortoise), por otro lado, tienen caparazones con forma de cúpula.

El caparazón puede ser liso, granuloso, rugoso o tener una combinación de todas estas características. El caparazón puede variar mucho entre las diversas especies de tortugas. Hay incluso tortugas con un caparazón más flexible conocidas como tortugas de caparazón suave.

Pejeca tortugin (2).gif Pejeca tortugin.gif Pjeca tortuguin (3).gif

A diferencia de la mayoría de los animales con caparazón, la tortuga no puede retirarse completamente del suyo. Esto es porque el caparazón es en realidad parte de su estructura ósea. El caparazón es lo que las protege donde también podemos encontrar hexágonos. Formado por un endoesqueleto de huesos dermales y por una epidermis córnea externa protectora, lo que a su vez está compuesto por varios escudos rígidos que acumulan β-keratina. La parte dorsal del caparazón se denomina espaldar y la parte ventral, peto o plastrón. Ambas conchas están hechas de muchos huesos fusionados.

La característica más importante del esqueleto de las tortugas es que una gran parte de su columna vertebral está unida a la parte dorsal del caparazón. El caparazón es la fusión de unos 50 huesos, las costillas y las vértebras. El plastrón es la fusión de los huesos incluyendo las clavículas (huesos del cuello), los huesos entre las clavículas y las porciones de las costillas. Un puente huesudo se une al caparazón y al plastrón a lo largo del lado de la tortuga. Algunas tortugas tienen una articulación móvil, generalmente en el plastrón, que actúa como una bisagra y permite a la tortuga jalar el caparazón y el plastrón con fuerza, mientras que la tortuga retrae su cuerpo hacia la caparazón. [[12]]

Pjecatortoise skelleton.png Tortoise-skeleton (4).jpg Tortoise-skeleton (3).jpg

Cráneo humano

El cráneo es parte del sistema óseo o sistema esquelético, que protege de golpes y contiene al encéfalo principalmente. El cráneo humano está conformado por la articulación de 8 huesos,​ que forman una cavidad abierta y ovoide de espesor variable, con una capacidad aproximada de 1.450 ml (en adultos).

El cráneo es el esqueleto de la cabeza y diversos huesos constituyen sus dos partes: el neurocráneo y viscerocráneo.

  1. El neurocráneo es la caja ósea del encéfalo y sus cubiertas membranosas. En un adulto, está formado por una serie de ocho huesos: cuatro impares centrados en la línea media (frontal, etmoides, esfenoides y occipital) y dos series de pares bilaterales (temporal y parietal). Los huesos del denominado neurocráneo en conjunto conforman otras dos estructuras anatómicas: Los huesos frontal, parietales y occipital suelen conformar una estructura de techo parecido a una cúpula, denominada calvaria o bóveda craneal, mientras que el hueso esfenoides y temporales forman parte de la base del cráneo.
  2. El viscerocráneo, también llamado esqueleto facial, constituye la parte anterior del cráneo y se compone de los huesos que rodean la boca (maxilares y mandíbula), la nariz/cavidad nasal y la mayor parte de las cavidades orbitarias. Éste consta de 15 huesos irregulares: tres huesos impares centrados (mandíbula, etmoides y vómer) y seis huesos pares bilaterales (maxilar, cornete nasal inferior, cigomático, palatino, nasal y lagrimal). Los maxilares y la mandíbula albergan los dientes, o de otra forma dicho, proporcionan las cavidades y el hueso de sostén para los dientes maxilares y mandibulares. Los maxilares forman la mayor parte del esqueleto facial superior, fijado a la base del cráneo. La mandíbula forma el esqueleto facial inferior, siendo éste de carácter móvil al articularse con la base del cráneo en las articulaciones temporomandibulares.

El cráneo, como cavidad, puede ser considerado desde el interior de esa cavidad como endocráneo, o desde el exterior como exocráneo. A su vez, en conjunto, se puede dividir mediante una sección horizontal que pase por la eminencia frontal media y por la protuberancia occipital externa, en dos porciones:

  1. Una parte superior, la bóveda craneal o calota (calvaria PNA);
  2. Una parte inferior, la base del cráneo (basis cranii PNA).

La bóveda está formada por el frontal (parte vertical), los parietales, las escamas de los temporales y el occipital (parte superior). Está cubierta por el cuero cabelludo; los huesos se unen por unas articulaciones llamadas suturas: sutura coronal o frontoparietal, entre el frontal y las parietales, sutura sagital o interparietal, entre los dos parietales, y sutura lambdoidea o parietooccipital, entre el occipital y los parietales.

Pjeca-Suturas-craneales (2).png Pjeca-Suturas-craneales (1).jpg

Las suturas permiten que los huesos se muevan durante el proceso del nacimiento (parto). Actúan como una articulación de expansión y permiten que el hueso se agrande de manera uniforme a medida que el cerebro crece y el cráneo se expande, de este modo, la cabeza adopta una forma simétrica. [[13]]

Relación formal

El núcleo óseo es la propia caja torácica y el esternón de la tortuga que crecen juntos. Esta parte crece como lo hace cualquier otro hueso, principalmente agregando a lo largo de los bordes planos, como un cráneo humano. De hecho, si observas un cráneo y una concha de hueso de tortuga, verás las mismas "líneas de sutura" en zig-zag que unen los diferentes huesos. La mayor parte del crecimiento ocurre a lo largo de estas líneas.

Pjeca-muskturtleshell.jpg Pjeca-Suturas-craneales (3).jpg

Objeto- Forma Geométrica Didáctica

Propuesta: ¿Que forma quiero mostrar?

Desde todo el estudio anterior se busca una forma, volumen o estructura, que sea capas de llamar la atención del participante , ya sea desde su articulación, o desde su visualización. Esta actividad sería el inicio de una comunicación del participante con el objeto, con quien muestra el objeto, y con los principios que este esconde. De esta manera fomentar y crear una necesidad de curiosidad sobre el origen de todas las formas que nos rodean.
Se presenta el objeto para la apertura a la observación de la naturaleza, desde que el participante se de cuenta de qué en la misma se esconden muchas formas, relaciones, y evolución que se les presenta día a día, pero que muchas veces pasamos por alto. Desde el objeto se propone como objetivo crear/ iniciar este estado de observación del participante , naturalizar la naturaleza volver a mirarla con atención, interactuar y fomentar las ganas de aprender de ella.
Entonces pensando desde la proyección de un taller se parte con las estructuras básicas, que puedan teselar una superficie curva, pero ya más formalmente complejas, aquellas que se guíen por las reglas geométricas vistas anteriormente.

Acercamiento a los Volumenes

Para partir con el proceso de abstracción de las formas, se toman los sólidos platónicos desde el volumen. Se busca comparar sus formas desde un común, aplicable a cualquier otro sólido, el volumen.

Así con estos sólidos introducir en la materia de las formas tridimensionales en la naturaleza, desde las caras de cada una de las formas, sus proporciones entre ellas, y su estructura, (siendo únicamente comparables cuando tienen la misma capacidad o volumen).

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Prototipos de Cúpulas

El presente proyecto viene de la mano y desde el proyecto BioGeoArt, donde nos encontramos inmersos en el universo del Aconcagua FabLab, laboratorio que favorece la creatividad, dando el acceso a herramientas de fabricación digital. Por lo que se piensa desde este contexto creativo, utilizando materiales y herramientas afines con este, para luego evolucionar la idea y poder llevarla a cabo con un "taller" en el Fablab.

Desarrollo Aconcagua FabLab 2019

1. Cúpula estilo esqueleto, forma de triángulos

Entonces desde la proyección de un taller se pasa desde las formas básicas (sólidos platónicos), a las estructuras ya más formalmente complejas, que repiten la relación de sus caras y sus formas, para teselar planos curvos, aquellos muestran las mismas reglas que usa la naturaleza en algunos de sus ejemplos.

Se parte desde estructuras básicas de cúpula, de patrones triangulares, que a su vez forman patrones más grandes de hexágonos. Como primera experiencia se consigue un objeto tipo esqueleto, hecho de dos tipos de piezas, ramas y ejes, buscando la similitud con el taller de Arboles Fractales creado para el Fablab, por lo que este tipo de conexiones ya fueron probadas anteriormente, obteniendo buena experiencia.

Pjecacupulageodesic1 (1).jpg Pjecacupulageodesic1 (2).jpg Pjecacupulageodesic1 (3).jpg Pjecacupulageodesic1 (4).jpg Pjecacupulageodesic1 (5).jpg Pjecacupulageodesic1 (6).jpg

2. Objeto cerrado, caras de pentágonos y hexágonos

Como segundo acercamiento a los volúmenes geométricos se toma un modelo geométrico, similar estructuralmente al que utiliza Fuller con triángulos para sus geodésicas, pero las caras de este se trabajan con forma de hexágonos y pentágonos. A diferencia de Fuller este objeto es de caras cerradas.

Este patrón sigue la misma regla geométrica que presentan algunos caparazones de tortugas, una serie de hexágonos superiores, rodeado por pentágonos como formas de relleno, para poder darle un borde recto a su caparazón.

Se forma a partir de la unión de dos tipos de piezas, caras y uniones, insertándolas entre sí. Se entrelazan de forma similar a la anterior, pero en ésta se disminuye la longitud de la rama y se convierte al eje en una cara de forma geométrica.

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3. Cúpula de caras triangulares

Se crea un modelo similar a la segunda propuesta, cúpula de conexiones similares a los objetos anteriores. Patrón de triángulos iguales para toda la superficie menos para el grupo de cinco triángulos, ubicados en la parte más superior y central del modelo, estos son de arista más corta y así logra equilibrar el patrón de triángulos.

Pjeca.cupula.triangulos.v3 (1).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (2).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (3).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (4).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (5).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (6).jpg

4. Objeto cerrado, caras de figura de cinco vertices

Modelo tipo pelota, conformada de 12 grupos de 5 piezas, como se ve en la cuarta foto. Estos grupos de unen a través de chinches, que funcionan como eje semi-móvil en la estructura. Objeto cerrado, de todas sus piezas iguales, cada pieza con cinco ejes, con forma de pata de gallo, donde una de las extensiones es más larga que las otras cuatro.

Pjeca.esfera.tiras (1).jpg Pjeca.esfera.tiras (2).jpg Pjeca.esfera.tiras (3).jpg Jecaexpofinaltit3.JPG Jecaexpofinaltit4.JPG

Relación formal

Se eligen los modelos presentes por su armado intuitivo, siguiendo los patrones que muestra la naturaleza, que luego forman otros a medida que se avanza con los mismos. Esto gracias a la cualidad de la superficie de estar teselada de manera regular, por formas geométricas también regulares.

"Tipos de caras": Se distinguen dos tipos de "paredes" para los modelos. Los primeros modelos muestran volúmenes que se construyen a partir de trazos unidos por un punto o eje central al final de cada trazo. En cambio los dos segundos son modelos que cierran sus volúmenes con figuras geométricas.

Pjecacupulageodesic1 (1).jpg Pjeca.esfera.tiras (2).jpg

Pjecabolahexagon (4).jpg Pjeca.cupula.triangulos.v3 (5).jpg

"Tipos de volumen": Otra característica importante es la de los modelos que cuyo volumen se aproxima a una esfera. Estos presentan una mayor resistencia estructural, donde el primero puede verse sometido a gran presión sin ceder. Relación que también se ve afectada por el material de construcción de cada una de las esferas, donde este también aporta en la resistencia. Se elige cartón como material de prueba, por la particularidad de ser objetos de taller para Fablab.

Pjecabolahexagon (4).jpg Pjeca.esfera.tiras (2).jpg


'Estos modelos que si bien no son totalmente de armado libre, ya que la figura final se puede predecir, toman un tiempo de armado donde la creatividad y la intuición son claves, tiempo en el que el usuario va a experimentar con las figuras teniendo que identificar patrones y figuras para poder completar la tarea.

Habilidades que se persiguen con el objeto

  1. Que el participante aprenda principios básicos de geometría, como los nombres de las figuras y formas presentadas, algunas de sus propiedades, terminologías de la materia.
  2. También que experimente con la resistencia de estas estructuras naturales personalmente, desde la experiencia directa.
  3. Abrir el horizonte formal del participante , presentando estas formas y estructuras, que aunque sean construidas por la mano del hombre y la máquina están presentes en la naturaleza.
  4. Que el participante logre distinguir entre patrones y secuencias de formas en el objeto, las cuales a su vez se repiten en la naturaleza. Esto en el momento de armado del objeto, ya que aunque este paso es libre, debe seguir ciertos patrones y un orden que ellos deben descubrir.
  5. Un espacio creativo para dar la oportunidad de que ellos por si mismos descubran nuevos tipos de estructuras y volúmenes. Que esto quede en sus mentes y comiencen a darle otra importancia a la naturaleza desde la admiración y el asombro.
  6. Así darle otra mirada al participante de la naturaleza, donde esta última esté más presente como cohabitante.


Objeto llevado a Taller, Patrones en Movimiento

Primer Bloque: Sobre la Biomímesis

Para más información: Desarrollo Aconcagua FabLab 2019

La biomímesis en la ciencia que estudia a la naturaleza, para tomarla como fuente de inspiración de tecnologías innovadoras para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto. Desde esta afirmación es que se capta la atención de los participantes y se les introducen ejemplos familiares donde se ve el uso y aprovechamiento de la ciencia.

Lo que se quiere lograr:

  1. Que el participante logre reconocer distintas formas y patrones naturales para la construcción del objeto
  2. Asociación posterior de lo aprendido con lo observado en la naturaleza
  3. Fomentar la creatividad y la observación de la naturaleza a partir de la inquietud y la apertura de horizontes

Observación

La naturaleza ha sido la base de inspiración desde tiempos remotos. Y la biomimética, es la ciencia que estudia, reflexiona e imita lo que la madre Tierra nos brinda como resultado de su evolución.

Entonces desde la idea de presentar la sorpresa al usuario, como primer paso se buscan formas naturales que concreten este paso, ya sea desde el mundo microscópico o macroscópico, lo que normalmente no se mira ni si quiere conoce su forma, hasta de algo tan común como el polen, un organismo muy cotidiano, de gran importancia, pero que no es observable a simple vista, desde la presentación de estas formas desconocidas es que primero se logra la sorpresa, luego la atención y con estas dos necesidad de la curiosidad y de aprender.

Pjecadiatomeas (7).jpgPjecapolen (1).jpgPjecatortugas (6).jpg

Con la atención y curiosidad se introduce el objeto como modelo/ estructura/ patrón/ experiencia cuya forma se toma de estas entidades presentadas y se "transforma en formas", visibles y tangibles, y así en información concreta, en modelo para observar la naturaleza de forma concreta.

Yk proceso armado pelota (12).jpg Yk proceso armado pelota (9).jpg Yk proceso armado pelota (11).jpg

Con este objeto didáctico se busca explicitar, dar a conocer, y concientizar, algunos de los avances tecnológicos, que nacen desde la Biomímesis, la observación de la naturaleza como método de estudio, formas, sistemas o ecosistemas, donde cada parte cumple una función fundamental en el ejercicio.

La propuesta consiste en presentar todo esto de una manera práctica, fácil y didáctica invitando al alumno a que entienda e interactúe con las formas presentadas, desde el momento de entrega del kit en el reconocimiento formal, y luego en la identificación de patrones para lograr armar el objeto. Que se presenta como juego de figuras que al combinarse conforman estructuras resistentes a la compresión. Todo esto acompañado de la presentación de imágenes con ejemplos naturales.

Preparación del Taller

Para preparar el material de este taller de necesita de un pliego de cartón piedra, (desde el que se obtienen 15 kit, uno para cada participante). El archivo está preparado para que se trabaje en cartón piedra de 1 mm. Se corta con cortadora láser el siguiente mapa, resultando el material listo para entregar al participante.

  • Mapa para corte láser

Yk.Bola hexagonal pack (1 pack)-01.png Yk proceso armado pelota (1).jpg

  • Desarme del kit y reconocimiento de piezas

Yk proceso armado pelota (3).jpg Yk proceso armado pelota (4).jpg Yk proceso armado pelota (5).jpg

  • Armado final del objeto esfera

Yk proceso armado pelota (8).jpg Yk proceso armado pelota (9).jpg Yk proceso armado pelota (11).jpg

Realización del taller

  • Introducción: presentación de Biomimesis, para mostrar la materia de manera fácil se resume y simplifica, esto a través de ejemplos de formas naturales conocidas para el participante, una secuencia de fotos que presentan similitudes formales, así se da paso a preguntas y conversación con los participantes para conocer su nivel de entendimiento con lo presentado. (Introducción a la materia, contextualización y preguntas introducctorias). Se continúa con la presentación de ejemplos en pantalla, cada vez estos son más complejos y requieren de la completa atención del participante.
  • Conexión materia-forma: se presenta el objeto a construir, mostrando sus piezas principales, y dando algunas reglas base para su construcción. El objeto se conforma solo de combinaciones de pentágonos y hexágonos, para esto "los hexágonos no pueden tocarse entre ellos, en cambio los pentágonos pueden tocarse entre ellos y también con hexágonos"
  • Entrega de kit y desarrollo de la actividad
  • Conclusiones y preguntas a los participantes para reflexión

Exposición título 1, 9 de Julio de 2019

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Lámina pdf

Principios del proyecto- definición/ Resumen de las partes

Biomimética- Metodología de trabajo

Se propone esta ciencia para hacer ua relación directa con la naturaleza y así con el proyecto GeoHumanidades y (Bio)Geografías Creativas - De lo micro a lo macro, desde esta base se toman los principios de la Biomimética propuestos por Janine Benyus:

  1. Ayudar a innovadores a aprender y emular modelos naturales.
  2. Naturalizar el biomimetismo en la cultura mediante la innovación.
  3. Enseñar a través de plataformas para mostrar y proyectar lo fácil que es aprender de la naturaleza.

Y algunos principios definidos desde los modelos de estudio y para la aplicación, específicamente para este proyecto de título:

  1. 'Definición de un tema abierto para el estudio, en el marco del Proyecto Biogeart, o sea la temática Biomimesis.
  2. Observación de la naturaleza, (formas, comportamientos, contexto), y cómo se relacionaría con la biomimesis.
  3. Desde esta observación escoger una temática, así la definición de la problemática de diseño que se abordara, su contexto y todas aquellas aristas que podría tener.
  4. Estudio de la característica/ tema observado como concepto, para así ir centrando la investigación.
  5. Expandir y buscar esta característica/ tema en más ejemplares naturales e investigarlos.
  6. Resumen de las propiedades del carácter común.
  7. Reunión de todas estas y quizás centrar nuevamente solo en un carácter.
  8. Ideación de una forma que propone uno o más de esto observado, pensando en el contexto del Fablab.
  9. Ensayo y error de la forma, aplicando todo lo anterior.

Ejemplos naturales- Observación

Desde la idea de sorprender con la naturaleza al usuario, para captar su atención, se buscan formas naturales que concreten este paso, desde el mundo microscópico o macroscópico, lo que normalmente no se mira ni si quiere conoce su forma, hasta de algo tan común como el polen, un organismo muy cotidiano, de gran importancia, pero que no es observable a simple vista, desde la presentación de estas formas desconocidas es que primero se logra la sorpresa, luego la atención y con estas dos necesidad de la curiosidad y de aprender.

Buckminster Fuller- Ideación y creación

Los orígenes modernos de la Biomímica, al ingeniero Richard Buckminster Fuller, observador de la naturaleza, desde sus dichos, "No estoy tratando de imitar a la naturaleza; estoy tratando de encontrar los principios que está usando". Se propone observar las formas geométricas, estructuras y mecanismos que posee la naturaleza y evolucionar estas formas para lograr el objetivo.

Forma Geométrica didáctica- Prototipado

Como objetivo del objeto se busca fomentar la observación, aprendizaje, curiosidad, creatividad y devolverle al participante la cercanía con la naturaleza, a través de formas y estructuras (formas orgánicas). Explicitando anteriormente su origen y evolución, presentándoles nuevamente la naturaleza de forma didáctica. Esto desde la observación e interacción con las formas y figuras geométricas, que pueden parecer muy estrictas y conformadas pero que crecen y existen de manera natural.

Hipótesis

Entonces con los principios de la biomimética se observan ejemplos admirables y sorprendentes de la naturaleza, para tomarlos y trabajar con sus formas y estructuras. Para crear un modelo capaz de enseñar estos principios en una experiencia colectiva. Donde gracias a esta se potencien las ganas de observar y aprender de la naturaleza.

Morfogénesis Digital

Cuando hablamos de biomímesis, los avances tecnológicos cumplen una función clave, nos permiten analizar en profundidad la diversidad de seres vivos y estructuras naturales.

Los medios de producción digital, introducen nuevas estrategias, modelos, y herramientas de trabajo para el desarrollo de la forma en el diseño, que puede ser cada vez más y más compleja.

Así se define el DISEÑO PARAMÉTRICO, proceso de diseño basado en un esquema algorítmico que permite expresar parámetros y reglas, que definen, codifican, y aclaran la relación entre los requerimientos del diseño. Puede proyectar y crear morfologías que serían imposibles de llevar a cabo de manera tradicional, y además permite una mayor experimentación y comparación de infinitas soluciones y formas.

La MORFOGÉNESIS, se define como el origen de la forma: (del griego "morphê" forma y "génesis" creación), es el proceso biológico que lleva a que un organismo se desarrolle formalmente.

La MORFOGÉNESIS DIGITAL es el desarrollo de formas complejas mediante el cálculo. El concepto se desarrolló originalmente en el campo de la biología y es utilizable en muchas áreas del diseño.

Así, los parámetros a utilizar en este proyecto se basan en el estudio de tramas y patrones naturales, como puede ser el conjunto de patrones hexagonales, modo de construcción del panal de abejas, patrones de corales de arrecifes, o incluso la abstracción aparentemente irregular de los fractales, cuya estructura básica se repite a diferentes escalas, y se complejiza tanto, que sería imposible generar estas formas sin el uso de algún software.

Los medios digitales han permitido el dominio de la geometría, en el reconocimiento formal, y así también con otros lenguajes que pueden o no ser físicos.

Bibliografía

Herramientas de Búsqueda:

  1. Ask nature: https://asknature.org
  2. Biomimicry Institute: https://biomimicry.org/
  3. Bioneers: https://bioneers.org/
  4. Ted talks: https://www.ted.com
  5. RAE: http://www.rae.es/


Links específicos:

  1. "Cinco Exponentes de biomimética": https://bioneers.org/biomimicry-5-names-to-know/
  2. "Fotos microscópicas de polen de distintos organismos": http://lafamiliapicola.blogspot.com/2014/05/polen-al-microscopio-microscopic-pollen.html
  3. "Nanoestructuras de diatomeas": http://www.panamaon.com/noticias/tecnologia/49173-cientificos-de-china-y-eeuu-desarrollan-estructuras-de-silice-inspiradas-en-diatomeas.html
  4. "Matemática y geometría en la naturaleza": http://matemolivares.blogia.com/temas/matematicas-y-geometria-en-la-naturaleza-iii-2016-.php
  5. "Tipos de hongos": https://genial.guru/admiracion-curiosidades/27-hongos-que-muestran-que-la-naturaleza-tiene-una-gran-imaginacion-533560/
  6. "El secreto del caparazón de la tortuga"- Hiroshi Nagashima, Laboratorio de Morfología Evolutiva, 2009: http://www.riken.jp/en/pr/press/2009/20090710/
  7. "Anatomía del cráneo del recién nacido", Stanford Children's Health: https://www.stanfordchildrens.org/es/topic/default?id=anatomadelcrneodelrecinnacido-90-P04943
  8. "Diseño + Biomimetica", tesis para Máster en Diseño Industrial, David Sánchez Ruano, Universidad Nacional Autónoma de México, 2010: https://issuu.com/jasho/docs/dave_tesis/97
  9. "Biomimesis: una nueva vieja ciencia"- Andrea López-Portillo, BBC Mundo: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2010/12/101209_biomimesis
  10. "H3: El índice espacial jerárquico hexagonal de Uber"- Isaac Brodsky: https://eng.uber.com/h3/
  11. "Pneumocell", aplicación Biomimética: https://asknature.org/idea/pneumocell/
  12. "Pneumocell", página oficial: http://www.pneumocell.com/pneumocell.nature.english.html]]
  13. "¿Qué es la Biomimética?", The Biomimcry Institute: https://web.archive.org/web/20110317021341/http://biomimicryinstitute.org/about-us/what-is-biomimicry.html
  14. Generador de domos geodésicos: http://acidome.ru/lab/calc/#3/8_Piped_D108_4V_R4.20_beams_150x50


Videos:

  1. Charla Ted de Janine Benyus: La Biomimética en acción, 2005, maneras en que la Naturaleza ya está influenciando a los productos y sistemas que construímos: https://www.ted.com/talks/janine_benyus_biomimicry_in_action
  2. Charla Ted de Janine Benyus: Janine Benyus comparte los diseños de la Naturaleza, 2005: https://www.ted.com/talks/janine_benyus_shares_nature_s_designs?language=es#t-116905
  3. Charla Ted de Robert Full, Robots inspired by cockroach ingenuity: https://www.ted.com/talks/robert_full_on_engineering_and_evolution#t-674300
  4. Video introductorio de Biomímesis: Janine Benyus, para el Biomimicry Institute: https://www.youtube.com/watch?time_continue=69&v=sf4oW8OtaPY
  5. The Honeycombs of 4-Dimensional Bees ft. Joe Hanson: https://www.youtube.com/watch?v=X8jOxEGVyPo
  6. Why Nature Loves Hexagons: https://www.youtube.com/watch?v=Pypd_yKGYpA
  7. Mamíferos extintos del Cuaternario de la Provincia del Chaco (Argentina) y su relación con aquéllos del este de la región pampeana y de Chile, Revista Geológica de Chile, 2004: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0716-02082004000100004